Ученые Пермского Политеха выяснили как сделать АБС-пластик прочнее
АБС-пластик — один из самых популярных материалов, из которого создают детали салона и кузова в автомобильной промышленности, корпусы электроники и бытовой техники, канцтовары, игрушки, мебельную фурнитуру. Его широко используют благодаря простоте использования и доступной цене. Но такому пластику присущ ряд ограничений: низкая прочность и склонность к деформированию под нагрузками. Это препятствует его применению в сложных инженерных приложениях. С помощью 3D-печати и армирования АБС-пластик можно сделать крепче и долговечнее. Ученые ПНИПУ выяснили, как на его механические характеристики повлияет наполнение волокнами из различных материалов.
Исследование опубликовано в журнале Polymers. Выполнено при поддержке Российского научного фонда. Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) активно применяют в аддитивных технологиях. Модифицировать этот вид пластика можно с помощью включения в него коротких волокон. По сравнению с обычными материалами такие композиты адаптируются к широкому спектру задач, потому что обладают повышенными физико-механическими свойствами – улучшенной прочностью на растяжение, жесткостью, ударопрочностью, стабильностью размеров, термо- и химической стойкостью.
Ученые Пермского Политеха провели исследование, в котором определили свойства (модуль упругости, предел прочности при растяжении и вязкость разрушения) образцов АБС с различным типом коротковолокнистых наполнителей: углерод, стекло и базальт. Все они созданы с использованием трехмерной печати с различными производственными параметрами – диаметром сопла, из которого подается расплавленный материал, и углом заполнения.
У каждого типа волокна есть уникальные свойства и преимущества. Например, добавление углерода в АБС-пластик приводит к исключительному соотношению прочности к весу и жесткости. Эти частицы легкие, что помогает поддерживать общий вес деталей и обеспечить превосходную прочность. Углеродные волокна отличаются электропроводностью и могут применяться для рассеивания статического электричества. Хотя такой тип обладает самыми уникальными эксплуатационными характеристиками, он, как правило, стоит дороже, чем другие армирующие агенты. Стеклянные и базальтовые волокна обеспечивают баланс между производительностью и доступностью по цене, что делает их более привлекательным выбором для многих применений.
Политехники оценивали механические свойства образцов с помощью серии экспериментов на растяжение и изгиб. Ученые исследовали внутренние микроструктурные характеристики композитов и обнаружили, что использование нити АБС с короткими волокнами может увеличить модуль упругости и предел прочности при растяжении более чем в 1,7 и 1,5 раза соответственно. При этом образцы АБС с углеродом значительно превосходят по трещиностойкости материалы, армированные стеклом и базальтом.
«Диаметр сопла был одним из наиболее важных параметров, которые влияют на механические характеристики образцов. Максимальная прочность достигнута при использовании сопла диаметром 0,8 мм для всех типов наполнителей. Использование армированного АБС при трехмерной печати позволит увеличить прочность изделий на 60 процентов», – поделился кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ Михаил Ташкинов.
Ученые Пермского Политеха получили новые данные относительно жесткости и прочностных свойств образцов, армированных различными короткими волокнами. Они определили наиболее оптимальные параметры для контроля и улучшения свойств деталей из АБС-пластика, армированного разным типом коротких волокон, что значительно улучшает прочность изделий.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно